大断面竖井预注浆加固快速开挖方法
【专利摘要】本发明公开了一种大断面竖井预注浆加固快速开挖方法，所采用的技术方案如下：竖井外轮廓线外土体开挖前先采用竖向钢管预注浆加固；锁口混凝土衬砌；竖井洞身预注浆加固及开挖；竖井初期支护；基坑监测数据显示基坑处于稳定状态，预注浆加固及开挖直至设计坑底标高。与目前铁路隧道竖井开挖方法相比较，在竖井施工环境和地质情况复杂的情况下，本发明增加了竖向型钢围檩，创造了大断面竖井预注浆加固开挖的新方法，预注浆对大断面竖井周边围岩起到了预先加固作用；有效降低了大断面竖井开挖过程中的安全风险；阻止了初期支护的变形。
【专利说明】大断面竖井预注浆加固快速开挖方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及软弱地层中一种竖井开挖方法，具体涉及大断面竖井预注浆加固快速开挖方法，属于路桥施工领域。
【背景技术】
[0002]目前，随着隧道施工技术的不断完善，越来越多的超长隧道不断被应用于公路、铁路设计和施工中，从工期和施工功效两个方面考虑，采用竖井来增加施工工作面是最直接有效的方法。一般来说，在竖井高度的选择上尽可能的选择最短，以便于缩短工期，实现增加正洞施工工作面及节约成本的目的。但是竖井越短，就意味着覆盖层越薄，地质条件也就越差，施工风险也就越大。尤其是遇到隧道上层前期工程人工填土层不密实，且未采取强夯等追密措施进行处理的情况下，如何在此类地质条件差、施工场地狭小的情况下，快速完成竖井的开挖和支护，避免出现竖井垮塌等安全事故，是很多设计和施工人员一直在探讨的技术问题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服人工填土地层中普通大断面竖井开挖所面临的技术问题，实现快速开挖支护，规避重大施工风险，而公开一种大断面竖井预注浆加固快速开挖方法。
[0004]本发明所采用的技术方案如下:
[0005]a.竖井外轮廓线外土体开挖前先采用竖向钢管预注浆加固；
[0006]b.锁口混凝土衬砌；
[0007]c.竖井洞身预注浆加固及开挖；
[0008]d.竖井初期支护；
[0009]e.基坑监测数据显示基坑处于稳定状态，重复c步骤直至开挖至设计坑底标高。
[0010]本发明与目前铁路隧道竖井开挖方法相比较，在竖井施工环境和地质情况复杂的情况下，采用竖井地表预注浆加固和竖井内预注浆加固相结合的开挖方法，增加了竖向型钢围檩，创造了大断面竖井预注浆加固开挖的新方法，预注浆对大断面竖井周边围岩起到了预先加固作用；有效降低了大断面竖井开挖过程中的安全风险；阻止了初期支护的变形。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]附图1为本发明竖井钢管粧预注浆加固立面图。
[0012]附图2为本发明竖井锁口施工立面图。
[0013]附图3为本发明超前导管注浆加固立面图。
[0014]附图4为本发明竖井开挖支护立面图。
[0015]附图5为本发明竖向型钢围檩立面图。
[0016]附图标记说明如下:地面1，钢管粧2，锁口混凝土 3，注浆导管4，竖向围檩5，横向支撑6，竖井支护7。
【具体实施方式】
[0017]以下结合实施例及附图对本发明做进一步详细描述:
[0018]a.在地面(I)对竖井衬砌结构轮廓线以外5m范围进行Φ 108钢管粧⑵注浆加固，钢管粧(2)间距ImX lm，呈梅花形布设，钢管粧(2)长度6m?9m ;注浆参数根据现场情况调整；
[0019]b.开挖竖井至锁口底标高，对锁口进行钢架+双层钢筋网+喷射早强混凝土封闭，绑扎锁口钢筋，浇筑锁口混凝土(3)，同时钻孔安装地下水位监测管，对地下水位进行不间断监测，待锁口混凝土⑶达到设计强度80%后，架设竖向围檩(5)及第一道横向支撑
(6)，确保锁口稳固;
[0020]c.沿竖井开挖轮廓线环向打设倾角35°的Φ 50超前注浆导管(4)，并注浆对土层进行加固，待达到设计强度后，预留竖井中间部位土体，人工开挖竖井两侧进行竖井支护
(7)，开挖深度为0.5米内，对开挖轮廓线侧壁进行初喷C30早强混凝土，安装环向H型钢架，与注浆导管(4)外露部分进行焊接牢固，确保钢架稳定，铺设双层钢架网片，并与钢架焊接，复喷C30早强混凝土至设计厚度，然后开挖竖井中间部位预留土体，安装H型钢架并与两侧钢架进行螺栓连接，铺设钢架网片，复喷早强混凝土形成初期支护封闭环，对初期支护设点观测；
[0021]d.重复c步骤开挖循环，开挖深度达到3?3.5米后，及时接长竖向围檩(5)并架设第二道横向支撑￠)，横向支撑(6)与竖向围檩(5)连接牢固，保证支撑体系稳定，确保处于安全状态；
[0022]e.对上述两道横向支撑(6)施加应力，根据监测数据分析，随时对横向支撑(6)应力进行调整，确保基坑处于稳定状态，重复c、d步骤，及时安装第三道横向支撑￠)，基坑壁每隔3?3.5m增设一道横向支撑￠);直至开挖至设计最底坑底标高后封闭坑底。
【权利要求】
1.大断面竖井预注浆加固快速开挖方法，其特征在于所采用的技术方案如下: a.竖井外轮廓线外土体开挖前先采用竖向钢管预注浆加固； b.锁口混凝土衬砌； c.竖井洞身预注浆加固及开挖； d.竖井初期支护； e.基坑监测数据显示基坑处于稳定状态，重复c步骤直至开挖至设计坑底标高。
2.根据权利要求1所述的大断面竖井预注浆加固快速开挖方法，其特征在于: a.在地面对竖井衬砌结构轮廓线以外5m范围进行Φ108钢管粧注浆加固，钢管粧间距ImX Im,呈梅花形布设，钢管粧长度6m?9m ; b.开挖竖井至锁口底标高，对锁口进行钢架+双层钢筋网+喷射早强混凝土封闭，绑扎锁口钢筋，浇筑锁口混凝土，同时钻孔安装地下水位监测管，对地下水位进行不间断监测，待锁口混凝土达到设计强度80%后，架设竖向围檩及第一道横向支撑，确保锁口稳固； c.沿竖井开挖轮廓线环向打设倾角35°的Φ50超前注浆导管，并注浆对土层进行加固，待达到设计强度后，预留竖井中间部位土体，人工开挖竖井两侧进行竖井支护，开挖深度为0.5米内，对开挖轮廓线侧壁进行初喷C30早强混凝土，安装环向H型钢架，与注浆导管外露部分进行焊接牢固，确保钢架稳定，铺设双层钢架网片，并与钢架焊接，复喷C30早强混凝土至设计厚度，然后开挖竖井中间部位预留土体，安装H型钢架并与两侧钢架进行螺栓连接，铺设钢架网片，复喷早强混凝土形成初期支护封闭环，对初期支护设点观测； d.重复c步骤开挖循环，开挖深度达到3?3.5米后，及时接长竖向围檩并架设第二道横向支撑，横向支撑与竖向围檩连接牢固，保证支撑体系稳定，确保处于安全状态； e.对上述两道横向支撑施加应力，根据监测数据分析，随时对横向支撑应力进行调整，确保基坑处于稳定状态，重复c、d步骤，及时安装第三道横向支撑，基坑壁每隔3?3.5m增设一道横向支撑；直至开挖至设计最底坑底标高后封闭坑底。
【文档编号】E21D7/00GK104453915SQ201410648635
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】程宏军, 封军华, 庄乾理, 李光军, 林昌贵, 王武高, 车轶华, 李锴男, 宋小军, 冯钰
申请人:中铁二十一局集团第三工程有限公司